Upload
ngokien
View
228
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Obuka za korišćenje hidrološkog modela sliva Drine i
vodoprivrednog modela sliva Drine u programu WEAP
Univerzitet u Beogradu – Građevinski fakultet
Institut za vodoprivredu „Jaroslav Černi“
WORLD BANK – SUPPORT TO WATER RESOURCES MANAGEMENT IN THE DRINA RIVER BASIN
SVETSKA BANKA – PODRŠKA UPRAVLJANJU VODNIM RESURSIMA NA SLIVU REKE DRINE
Program radionice
Uvod
Deo I: Hidrološki model sliva Drine
• Uvod
• Hidrometeorološka osmatranja na slivu Drine
• Hidrološko modeliranje sliva Drine
• Primena hidrološkog modela
Deo II: Vodoprivredni model sliva Drine
• Prikaz modela; izmene u odnosu na prethodnu radionicu; WEAP
• Vežba 1: Rad sa ulaznim podacima
• Vežba 2: Unos i analiza scenarija
• Vežba 3: Rad sa modelom Drine (socio-ekonomski scenariji, uključivanje planiranih objekata u rad itd.)
• Vežba 4: Analiza uticaja klimatskih promena
Deo III: Diskusija, zaključci, preporuke
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 2
Vodoprivredni model sliva Drine
Model razvijen kao alat za simulacije i podršku strateškom planiranju na slivu
Razvijen u softveru WEAP • besplatan za državne institucije zemalja u razvoju
• omogućava proračun vodoprivrednog bilansa voda, uzimajući u obzir prirodni hidrološki režim i potrebe korisnika
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 3
Šta je WEAP
WEAP = Water Evaluation And Planning System
WEAP je softverski alat za analizu rada vodoprivrednih sistema • proračun bilansa raspoloživih količina vode i potrošnje vode
• primenljiv i na složene sisteme
• služi za razmatranje različitih varijanti sistema i strategija (scenarija)
Podrška procesu planiranja • ne može da zameni planere, već im pomaže u donošenju odluka
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 4
Šta je WEAP
Razvijen u Stockholm Environment Institute (SEI)
Koristi se širom sveta
Besplatan za državne, akademske i neprofitne institucije u zemljama u razvoju
Služi za razvoj modela VS, kao baza podataka i za razmatranje scenarija
Fleksibilan, user-friendly
www.weap21.org
forum
dokumentacija: Tutorial; User Guide
licenciranje
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 5
Kako WEAP radi
Sistem se opisuje pomoću čvorova i veza između čvorova
• Čvorovi: akumulacije, HE, potrošači, zahvati, ispusti, itd.
• Veze: reke, dovodne i povratne veze (zahvatanja i ispuštanja)
Zadaju se prioriteti za snabdevanje korisnika vodom
• prioritet potrošača određuje redosled zadovoljavanja njihovih potreba
• prioritet izvora snabdevanja određuje odakle se voda uzima
Ograničenja se zadaju kao kapaciteti veza, izvorišta, zahtevani protoci...
WEAP raspodeljuje vodu korisnicima u jednom vremenskom koraku prema zadatim prioritetima i ograničenjima
WEAP ne daje optimalnu raspodelu tokom celog razmatranog perioda
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 6
Mogućnosti WEAP-a
Šta WEAP može
Strateško planiranje na lokalnom, nacionalnom ili regionalnom nivou
Analiza potreba za vodom
Analiza raspodele vode korisnicima
Šta WEAP ne može
Operativno upravljanje na dnevnom ili časovnom nivou
Optimizacija raspodele vode prema finansijskim ili drugim kriterijumima
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 7
WEAP interfejs
Shematski prikaz konfiguracije
sistema Podaci o sistemu
Rezultati proračuna
Skupovi izabranih rezultata za
razmatranje scenarija Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 8
Unos komponenti povlačenjem
sa menija
WEAP interfejs: Schematic
Kartografske podloge
Treba uključiti sve objekte prema planiranim scenarijima Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 9
Komponente sistema
Reke Derivacije toka Čvorovi na rekama
• dotok (headflow) • akumulacije sa i bez HE • protočne HE • mesta zahvatanja • mesta ispuštanja • mesta skretanja toka (za derivacije) • zahtevani (ekološki) protoci • merna mesta
Čvorovi van reka • potrošači • izvorišta podzemnih voda • PPOV • slivovi
Veze • dovodne veze • povratne veze • infiltracija
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 10
Osnovni parametri sistema
Početna godina i vremenski horizont
„Current Accounts“ – početno stanje sistema u početnoj godini (za sva scenarija)
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 11
Unos podataka na različite načine i njihov grafički i tabelarni prikaz
WEAP interfejs: Data
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 12
WEAP interfejs: Data
Granata struktura podataka
Grupe podataka
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 13
WEAP interfejs: Data
Primeri podataka za pojedine komponente • Reke: dotok u uzvodni čvor
• Rečne deonice: dotok sa slivne površine deonice
• Potrošački čvorovi: broj korisnika, specifična potrošnja, gubici, % vode koja se ne vraća u sistem, prioritet potrošača
• Akumulacije: zapremina, početna zapremina, kriva zapremine, isparavanja, karakteristični nivoi, bafer zone, prioritet za punjenje akumulacije)
• Dovodne veze: maksimalni protoci, prioritet izvora snabdevanja
• Povratne veze: transformacija (% vode koji se vraća u sistem)
• itd.
Podaci se mogu i učitavati iz spoljnih fajlova
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 14
Potrebe za vodom – potrošački čvorovi
Snabdevanje naselja vodom Snabdevanje industrije vodom Poljoprivreda – navodnjavanje
Podaci
• Naselja: broj stanovnika i specifična potrošnja
• Industrija: potrebe za vodom • Poljoprivreda: navodnjavana
površina i norma navodnjavanja • Unutargodišnja raspodela • % vode koja se ne vraća u sistem
(Consumption) • Gubici na distributivnoj mreži
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 15
Raspoložive vode – izvori snabdevanja
Reke • uključuju i skretanja toka
(derivacije, kanali, cevovodi)
Podzemne vode
Dovodi i ispusti (dovodne i povratne veze)
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 16
Izvorišta podzemnih voda
Podaci • Kapacitet izvorišta
(zapremina PV)
• Maksimalno zahvatanje
• Prirodno prihranjivanje PV
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 17
Raspoložive vode – reke
Reke – podkomponente • Akumulacije
– sa pripadajućim pribranskim HE
• Zahtevani protoci
• Rečne deonice – zadaje se prirodni dotok sa slivne površine
date deonice
• Merna mesta – za kontrolu ili kalibraciju
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 18
Akumulacije
Akumulacije • fizičke karakteristike: zapremina, kriva zapremine...
• karakteristični radni nivoi
• podaci o HE: instalisani protok, kota donjevode, koef. korisnog dejstva...
• prioriteti za punjenje akumulacije
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 19
Zahtevani protoci
Zahtevani protoci
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 20
Rečne deonice
Rečne deonice • element za bilans voda za slivnu površinu razmatrane deonice
• učitavanje podataka o površinskom i podzemnom oticaju ako se koristi spoljna hidrologija
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 21
WEAP interfejs: Results
Prikaz rezultata proračuna
grafički, tabelarno, na
karti
Pokretanje proračuna klikom na
Results
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 22
WEAP interfejs: Results
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 23
WEAP interfejs: Scenario Explorer
Formiranje scenarija (zajednička početna
godina i početna konfiguracija sistema)
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 24
WEAPinterfejs: Scenario Explorer
Prikaz izabranih rezultata
(favorites) i analiza uticaja promena po scenarijima
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 25
Druge mogućnosti WEAP-a
WEAP ima ugrađene veze prema modelima: • MODFLOW – model tečenja podzemnih voda
• Qual2K – model transporta zagađenja u površinskim vodama
Pozivanje WEAP-a iz drugih aplikacija • PEST – softver za optimizaciju parametara tj. kalibraciju modela
• Visual Basic
• CARS – scenario analysis
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 26
Vodoprivredni model sliva Drine
Komponente modela • Korisnici voda (stanovništvo, industrija, poljprivreda)
• Izvorišta podzemnih voda
• Akumulacije
• Hidroelektrane (pribranske, protočne, derivacione; reverzibilne indirektno) – potrebe za energijom!
• Zahtevi za ekološkim minimalnim protocima
• Hidrološki ulaz – rezultati hidroloških simulacija
modelom „HIS Drina“ na oko 80 profila
• Veze između komponenti (zahvati i ispuštanja)
Vremenski korak od mesec dana
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 27
Potrošači
Komunalno snabdevanje vodom – javni vodovodni sistemi
Snabdevanje industrije vodom
Navodnjavanje • modelirano kao gubitak
vode iz sistema
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 28
Hidroenergija
Hidroelektrane sa akumulacijama • Način proračuna u WEAP-u!
• Za akumulacije sa značajnijim izravnanjem i za derivacione HE mora se zadati potrebna energetska proizvodnja
Protočne HE
Zahtevani min. protoci
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 29
Rečne deonice - podslivovi
Rečne deonice • Bilans voda za deonicu/podsliv u WEAP-u
Ulaz
Izlaz
Doprinos podsliva
Podzemni oticaj
Perkolacija (prihranjivanje izdani)
Površinski oticaj
Izlaz = Ulaz + Površinski oticaj (Surface Water Inflow) + Podzemni oticaj ka reci (Groundwater Inflow)
– Podzemni oticaj od reke (Groundwater Outflow)
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 30
Rečne deonice • površinski i podzemni dotok sa podsliva iz hidrološkog modela
Rečne deonice - podslivovi
Podsliv bez izvorišta PV
Podsliv sa izvorištem PV
Q = Qpovr + Qpodz Q’ = Qpovr, Q” = Qpodz
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 31
Rečne deonice - podslivovi
Rečne deonice • površinski i podzemni dotok sa podsliva iz hidrološkog modela
Promenljiva u WEAP-u Komponenta hidrološkog modela „HIS Drina“
Podsliv bez izvorišta podzemnih voda
Podsliv sa izvorištem podzemnih voda
Surface water inflow (za deonicu)
Qpovrs + Qpodz Qpovrs
Groundwater inflow (za deonicu)
0 Qpodz
Natural recharge (za izvorište PV)
– Perkolacija
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 32
Rečne deonice - podslivovi
Rečne deonice • struktura ulaznih fajlova iz hidrološkog modela
Kolona Naziv Opis
1 padavine [mm] Padavine na podslivu u milimetrima
2 sneg [mm] Padavine u obliku snega na podslivu u milimetrima
3 Ecan [mm] Isparavanje sa vegetacije (intercepcija) u milimetrima
4 Esub [mm] Istaparavanje iz snežnog pokrivaća (sublimacija) u milimetrima
5 Es [mm] Isparavanje iz tla u milimetrima
6 Et[mm] Transpiracija u milimetrima
7 Qsurf [mm] Površinski oticaj u milimetrima
8 Wperc [mm] Perkolacija (procurivanje ka podzemnoj vodi) u milimetrima
9 Rint [mm] Padavine umanjene za intercepciju u milimetrima
10 SW [mm] Zemljišna vlaga u milimetrima
11 Qsurf [m3/s] Površinski oticaj sa podsliva u m3/s
12 Qbase [m3/s] Oticaj podzemnih voda (bazni pticaj) sa podsliva u m3/s
13 Qsurf_upstream [m3/s] Površinski oticaj na izlazu sa podsliva, uključujući sve uzvodne podslivove, u m3/s
14 Qbase_upstream [m3/s] Podzemni oticaj na izlazu sa podsliva, uključujući sve uzvodne podslivove, u m3/s
15 Qmin_upstream [m3/s] Minimalni dnevni protok u mesecu na izlaznom profilu sliva u m3/s
16 Qmax_upstream [m3/s] Maksimlani dnevni protok u mesecu na izlaznom profilu sliva u m3/s
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 33
Rečne deonice - podslivovi
Veza sa hidrološkim modelom: izlaz iz hidrološkog modela u hidroprofilima koji se poklapaju sa čvorovima u WEAP-u • za rečne deonice: površinski i podzemni oticaj
• za akvifere: perkolacija čitanje iz CSV fajlova
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 34
Izvori snabdevanja – podzemne vode
Izvorišta grupisana za pojedine potrošače
Prihranjivanje akvifera iz hidrološkog modela
Zapremina PV i maksimalna izdašnost nepoznati – pretpostavljeno da su neograničeni
Početna zapremina pretpostavljena
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 35
Zahtevani protoci
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017.
Definisani kao ekološki minimumi • određeni na osnovu regulative pojedinih država, prikazani u IWRM
izveštajima
• ispitani i strožiji zahtevi
36
Izmene u odnosu na prethodnu verziju
Dodati industrijski potrošači u Srbiji
Dodati poljoprivredni potrošači u FBiH
Korigovani podaci za ak. Otilovići
Dodata RHE Buk Bijela kao neaktivan čvor
Korigovan način zadavanja zahtevanih protoka
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 37
WEAP model sliva Drine
Model detaljno opisan u izveštaju
Izveštaj na sajtu projekta www.wb-drinaproject.com
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 38
Aktivnosti vezane za model
Prezentacije modela • Beograd, nov. 2016: zahtev za uključivanje industrije u Srbiji
• Bijeljina, nov. 2016: zahtev za uključenje RHE Buk Bijela
• Podgorica, dec. 2016: zahtev za promenu parametara ak. Otilovići
Preliminarni izveštaj (dec. 2016)
Prvi trening 24-26.1.2017. u Beogradu
Dobijeni komentari na model i izveštaj (mart 2017)
Izrada finalnog modela i finalnog izveštaja (maj 2017) • poslat članovima Koordinacionog tima
Drugi trening 5-7.6.2017. u Beogradu
Isporuka modela
Drina hidrološki i vodoprivredni model, Beograd 5-7.6.2017. 39